Structura, proprietățile și utilizările acidului periodic (HIO4)

4857
David Holt
Structura, proprietățile și utilizările acidului periodic (HIO4)

acid periodic este un oxacid, care corespunde stării de oxidare VII a iodului. Există în două forme: ortoperiodic (H5IO6) și acid metaperiodic (HIO4). A fost descoperit în 1838 de către chimiștii germani H. G. Magnus și C. F. Ammermüller.

În soluțiile apoase diluate, acidul periodic apare în principal sub formă de acid metaperiodic și ion hidroniu (H3SAU+). Între timp, în soluții apoase concentrate, acidul periodic apare ca acid ortoperiodic..

Cristale higroscopice de acid ortoperiodic. Sursa: Leiem [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], din Wikimedia Commons

Ambele forme de acid periodic sunt prezente într-un echilibru chimic dinamic, forma predominantă în funcție de pH-ul existent în soluția apoasă..

Imaginea superioară arată acidul ortoperiodic, care constă din cristale higroscopice incolore (din acest motiv par ude). Deși formulele și structurile dintre H5IO6 și HIO4 sunt la prima vedere foarte diferite, cele două sunt direct legate de gradul de hidratare.

H5IO6 poate fi exprimat ca HIO4∙ 2HDouăSau, și, prin urmare, trebuie să o deshidratați pentru a obține HIO4; la fel se întâmplă în direcția opusă, atunci când se hidratează HIO4 se produce H5IO6.

Indice articol

  • 1 Structura acidului periodic
    • 1.1 Acid ortoperiodic
  • 2 Proprietăți
    • 2.1 Greutăți moleculare
    • 2.2 Aspect fizic
    • 2.3 Punctul de topire
    • 2.4 Punct de aprindere
    • 2.5 Stabilitate
    • 2,6 pH
    • 2.7 Reactivitate
  • 3 Nomenclatură
    • 3.1 Tradițional
    • 3.2 Sistematică și stoc
  • 4 utilizări
    • 4.1 Medici
    • 4.2 În laborator
  • 5 Referințe

Structura acidului periodic

Acid metaperiodic. Sursa: Benjah-bmm27 prin Wikipedia.

Imaginea superioară arată structura moleculară a acidului metaperiodic, HIO4. Aceasta este forma cea mai explicată în textele de chimie; cu toate acestea, este cel mai puțin stabil termodinamic.

După cum se poate observa, acesta constă dintr-un tetraedru în centrul căruia se află atomul de iod (sfera purpurie) și atomii de oxigen (sfere roșii) la vârfurile sale. Trei dintre atomii de oxigen formează o legătură dublă cu iodul (I = O), în timp ce unul dintre ei formează o legătură simplă (I-OH).

Această moleculă este acidă datorită prezenței grupării OH, fiind capabilă să doneze un ion H+; și cu atât mai mult cu cât sarcina parțială pozitivă a lui H este mai mare datorită celor patru atomi de oxigen legați de iod.  Rețineți că HIO4 poate forma patru legături de hidrogen: una prin OH (donează) și trei prin atomii săi de oxigen (acceptă).

Studiile cristalografice au arătat că iodul poate accepta de fapt doi oxigeni dintr-o moleculă HIO vecină.4. Procedând astfel, se obțin două IO de octaedre6, legat de două obligațiuni I-O-I în poziții cis; adică sunt pe aceeași parte și nu sunt separate de un unghi de 180 °.

Aceste octaedre IO6 acestea sunt legate în așa fel încât ajung să creeze lanțuri infinite, care atunci când interacționează între ele „armează” cristalul HIO4.

Acid ortoperiodic

Acid ortoperiodic. Sursa: Benjah-bmm27 prin Wikipedia.

Imaginea de mai sus prezintă cea mai stabilă și hidratată formă a acidului periodic: ortoperiodic, H5IO6. Culorile pentru acest model de bare și sfere sunt aceleași ca și pentru HIO4 tocmai explicat. Aici puteți vedea direct cum arată un IO de octaedru6.

Rețineți că există cinci grupe OH, care corespund celor cinci ioni H+ care teoretic ar putea elibera molecula H.5IO6. Cu toate acestea, datorită creșterii repulsiilor electrostatice, poate elibera doar trei dintre aceste cinci, stabilind diferite echilibre de disociere..

Aceste cinci grupuri OH permit H5IO6 acceptați mai multe molecule de apă și din acest motiv cristalele sale sunt higroscopice; adică absorb umiditatea prezentă în aer. De asemenea, acestea sunt responsabile pentru punctul său de topire considerabil ridicat pentru un compus de natură covalentă..

Molecule de H5IO6 formează multe legături de hidrogen între ele și, prin urmare, oferă o astfel de direcționalitate care le permite, de asemenea, să fie aranjate într-un spațiu ordonat. Ca urmare a acestei comenzi, H5IO6 formează cristale monoclinice.

Proprietăți

Greutăți moleculare

-Acid metaperiodic: 190,91 g / mol.

-Acid ortoperiodic: 227,941 g / mol.

Aspectul fizic

Solid alb sau galben pal, pentru HIO4, sau cristale incolore, pentru H5IO6.

Punct de topire

128 ºC (263,3 ºF, 401,6 ºF).

Punct de aprindere

140 ° C.

Stabilitate

Grajd. Oxidant puternic. Contactul cu materiale combustibile poate provoca incendii. Higroscopic. Incompatibil cu materiale organice și agenți de reducere puternici.

pH

1.2 (soluție de 100 g / L de apă la 20 ° C).

Reactivitate

Acidul periodic este capabil să rupă legătura diolilor vicinali prezenți în carbohidrați, glicoproteine, glicolipide etc., originând fragmente moleculare cu grupe terminale aldehide..

Această proprietate a acidului periodic este utilizată pentru a determina structura glucidelor, precum și prezența substanțelor legate de acești compuși..

Aldehidele formate prin această reacție pot reacționa cu reactivul Schiff, detectând prezența glucidelor complexe (acestea devin violete). Acidul periodic și reactivul Schiff sunt cuplate într-un reactiv prescurtat ca PAS.

Nomenclatură

Tradiţional

Acidul periodic are numele său, deoarece iodul funcționează cu cea mai mare valență: +7, (VII). Acesta este modul de a-l numi în conformitate cu vechea nomenclatură (cea tradițională).

În cărțile de chimie plasează întotdeauna HIO4 ca singurul reprezentant al acidului periodic, fiind sinonim cu acidul metaperiodic.

Acidul metaperiodic își datorează numele faptului că anhidrida de iod reacționează cu o moleculă de apă; adică gradul său de hidratare este cel mai scăzut:

EuDouăSAU7 + HDouăO => 2HIO4

În timp ce pentru formarea acidului ortoperiodic, IDouăSAU7 trebuie să reacționeze cu o cantitate mai mare de apă:

EuDouăSAU7 + 5HDouăO => 2H5IO6

Reacționând cu cinci molecule de apă în loc de una.

Termenul orto-, este utilizat exclusiv pentru a se referi la H5IO6, și de aceea acidul periodic se referă doar la HIO4.

Sistematică și stoc

Alte denumiri mai puțin frecvente pentru acidul periodic sunt:

-hidrogen tetraoxoiodat (VII).

-Acid tetraoxoiodic (VII)

Aplicații

Medici

Colorarea PAS. Sursă: Nu a fost furnizat niciun autor citibil de mașină. KGH a presupus (pe baza revendicărilor privind drepturile de autor). [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Petele PAS violete obținute prin reacția acidului periodic cu carbohidrații sunt utilizate în confirmarea bolii de depozitare a glicogenului; de exemplu, boala Von Gierke.

Acestea sunt utilizate în următoarele afecțiuni medicale: boala Paget, sarcomul părții moi la vedere, detectarea agregatelor limfocitare în micoza fungoidelor și sindromul Sezany.

Ele sunt, de asemenea, utilizate în studiul eritroleucemiei, o leucemie a globulelor roșii imature. Celulele colorează fuchsia strălucitoare. În plus, infecțiile cu ciuperci vii sunt utilizate în studiu, colorând pereții ciupercilor o culoare magenta.

La laborator

-Este utilizat în determinarea chimică a manganului, pe lângă utilizarea sa în sinteza organică.

-Acidul periodic este utilizat ca oxidant selectiv în domeniul reacțiilor chimice organice..

-Acidul periodic poate provoca eliberarea de acetaldehidă și aldehide superioare. În plus, acidul periodic poate elibera formaldehidă pentru detectare și izolare, precum și eliberarea de amoniac din hidroxiaminoacizi..

-Soluțiile periodice de acid sunt utilizate în studiul prezenței aminoacizilor care au grupări OH și NH.Două în poziții adiacente. Soluția de acid periodic este utilizată împreună cu carbonatul de potasiu. În acest sens, serina este cel mai simplu hidroxiamino acid.

Referințe

  1. Gavira José M Vallejo. (24 octombrie 2017). Înțelesul prefixelor meta, piro și orto din vechea nomenclatură. Recuperat de pe: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17 martie 2016). Acid periodic. Chimie LibreTexte. Recuperat de pe: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2018). Acid periodic. Recuperat de pe: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. și Jansen, M. (1997), Determinarea structurii cristaline a acidului metaperiodic, HIO4, cu difracție combinată cu raze X și neutron. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
  5. Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.
  6. Martin, A. J. și Synge, R. L. (1941). Câteva aplicații ale acidului periodic la studiul hidroxiamino-acizilor hidrolizaților de proteine: Eliberarea acetaldehidei și a aldehidelor superioare de către acidul periodic. 2. Detectarea și izolarea formaldehidei eliberate de acid periodic. 3. Amoniacul despărțit de hidroxiaminoacizi de acid periodic. 4. Fracțiunea hidroxiamino-acidă a lânii. 5.; Hidroxilizina "Cu un anexă de Florence O. Bell Laborator de fizică textilă, Universitatea din Leeds. Revista Biochimică35(3), 294-314.1.
  7. Asima. Chatterjee și S. G. Majumdar. (1956). Utilizarea acidului periodic pentru detectarea și localizarea nesaturării etilenice. Chimie analitică 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.